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基于深度强化学习的电动汽车有序充电优化方法

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南方电网技术 2024年

作者：喻磊谈竹奎王扬刘通肖宁肖小兵欧俊杰林心昊陈千懿南方电网科学研究院贵州电网有限责任公司电力科学研究院

针对大规模电动汽车无序接入电网引发的用户充电开销大和电网负荷波动加剧等问题，提出了基于深度强化学习(deep reinforcement learning, DRL)的电动汽车充电行为优化方法。首先，以最小化电网负荷波动和用户充电费用为目标，建立电动... 详细信息

针对大规模电动汽车无序接入电网引发的用户充电开销大和电网负荷波动加剧等问题，提出了基于深度强化学习(deep reinforcement learning, DRL)的电动汽车充电行为优化方法。首先，以最小化电网负荷波动和用户充电费用为目标，建立电动汽车有序充电优化调度模型。其次，将电动汽车的充电行为构建为马尔科夫决策过程(Markov decision process,MDP)，根据电网负荷预测信息和分时电价对充电时段进行优先级评定，并根据优先级控制电动汽车充电行为。通过双延迟深度确定性策略梯度(twindelayeddeep deterministicpolicy gradient,TD3)算法对电动汽车有序充电策略进行快速优化。最后，通过算例验证了所提方法在减少用户的充电开销和配电网的负荷波动的有效性。

关键词：电动汽车深度强化学习有序充电优先级评定

考虑有序充电的居民区电动汽车中长期充电负荷预测

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电力系统及其自动化学报 2022年第6期34卷 142-150页

作者：华远鹏王圆圆韩丁卜飞飞王涵贾一博国网河南省电力公司经济技术研究院郑州450052

城市居民区电动汽车有序充电负荷预测对规划充电设施和分析配电网承载能力,以及后期增容改建具有重要意义。本文提出一种基于电动汽车保有量和充电概率预测的居民区电动汽车有序充电中长期负荷预测方法,该方法利用非线性规划算法求解有... 详细信息

城市居民区电动汽车有序充电负荷预测对规划充电设施和分析配电网承载能力,以及后期增容改建具有重要意义。本文提出一种基于电动汽车保有量和充电概率预测的居民区电动汽车有序充电中长期负荷预测方法,该方法利用非线性规划算法求解有序充电优化目标函数,并利用城市居民区典型日用电负荷特征,预测近3年和目标年居民区工作日和双休日的电动汽车有序充电负荷和台区整体负荷。仿真结果表明,有序充电可提升居民区配电网对电动汽车的接纳能力,并可延缓居民区配电网升级改造时间。

关键词：城市居民区电动汽车 Bass模型有序充电非线性规划

区域专变容量互济的有序充电调节难度评估与控制优化

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南方电网技术 2022年第6期16卷 104-112页

作者：刘艳萍李欣杨景旭曾顺奇黄国华广东电网有限责任公司广州供电局广州510620 广州市奔流电力科技有限公司广州510670

城市相邻近楼宇专用变压器(简称“专变”)冗余容量的时空差异性给依托楼宇专变建设的充电站带来了有序充电联合调节的可行性,基于此提出了充电站运营商联合跨楼宇的专变来为充电站群供电的专变互济模式及其有序充电优化控制模型。首先,... 详细信息

城市相邻近楼宇专用变压器(简称“专变”)冗余容量的时空差异性给依托楼宇专变建设的充电站带来了有序充电联合调节的可行性,基于此提出了充电站运营商联合跨楼宇的专变来为充电站群供电的专变互济模式及其有序充电优化控制模型。首先,分析了运营商、专变用户和车主的利益,据此建立了有序充电的三方博弈调节机制;其次,为了量化评价互济模式的效果和实施难度,提出了调节效果评价指标体系、联合专变互补性评估模型和联合调节难度量化模型,进而建立联合充电站极限距离评估模型。然后,综合车主充电成本、专变租金收益和运营商毛利润建立了互济模式有序充电控制优化模型。最后,验证了所提模型的有效性。

关键词：专用变压器转移损耗联合调节充电价有序充电

“专变共享”模式下考虑时变电价和转移概率的EV有序充电

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电力自动化设备 2020年第10期40卷 173-180,193页

作者：杨景旭周来张勇军黄春艳范苏纯华南理工大学电力学院智慧能源工程技术研究中心广东广州510640 广州市奔流电力科技有限公司广东广州510000

针对城市楼宇停车场难以新建变压器供电的问题,提出了利用原有专变冗余容量消纳电动汽车(EV)负荷的“专变共享”模式,建立了分别由专变用户、充电站运营商和EV用户主导的3层有序充电调节模型;建立了充电体验指数、专变租费、运行商盈利... 详细信息

针对城市楼宇停车场难以新建变压器供电的问题,提出了利用原有专变冗余容量消纳电动汽车(EV)负荷的“专变共享”模式,建立了分别由专变用户、充电站运营商和EV用户主导的3层有序充电调节模型;建立了充电体验指数、专变租费、运行商盈利额和专变利用指数等评估指标描述各方的需求,以此建立了有序充电的综合目标;建立考虑时变电价和EV用户充电时段转移概率的有序充电优化模型,并提出了基于粒子群优化算法的有序充电优化方法。通过算例仿真分析了基于时变电价的3层有序充电调节模型的优化效果,验证了考虑EV出行需求和电量约束的合理性,并研究了楼宇负荷类型对有序充电的影响。

关键词：电动汽车专变共享有序充电转移概率时变电价粒子群优化算法模型

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电动汽车有序充电研究与应用综述

南方电网技术 2023年第11期17卷 97-107,129页

作者：蔡黎商冰洁高乐代妮娜徐青山王坤张一徐坤楠重庆三峡学院电气工程系重庆404000 内江职业技术学院信息与电子学院四川内江641000 东南大学电气工程学院南京210096 国网电力科学研究院有限公司南京210037 国网重庆市电力公司重庆400010 广西电网有限责任公司广西钦州535000

全球环境正在面临巨大挑战,加上化石燃料的大量消耗导致能源危机,电动汽车(electricvehicle,EV)因其绿色、高效、低耗的特点受到市场的高度欢迎。首先从未考虑新能源出力和考虑新能源出力两个方面出发,梳理和分析了EV有序充电的研究现状... 详细信息

全球环境正在面临巨大挑战,加上化石燃料的大量消耗导致能源危机,电动汽车(electricvehicle,EV)因其绿色、高效、低耗的特点受到市场的高度欢迎。首先从未考虑新能源出力和考虑新能源出力两个方面出发,梳理和分析了EV有序充电的研究现状;其次分别从优化层级、优化算法、电动汽车-电网互动(vehicle-to-grid,V2G)技术、充电站选址4个领域总结了EV有序充电的优化策略;然后列举了两例国内外V2G示范工程;最后对EV有序充电的研究进行了总结,对未来的应用进行了展望。

关键词：电动汽车有序充电优化策略电动汽车-电网互动充电站选址

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住宅小区电动汽车集群有序充电策略研究

安徽大学学报(自然科学版) 2023年

作者：方胜利朱晓亮马春艳侯贸军湖北汽车工业学院电气与信息工程学院十堰巨能电力设计有限公司

针对传统电动汽车有序充电策略存在的充电影响因素考虑不全、优化目标过于单一、充电体验不友好等问题，以住宅小区电动汽车集群为研究对象，首先建立了基于充电量与耗电量平衡原则的电动汽车充电过程模型，并采用蒙特卡洛算法及概率统... 详细信息

针对传统电动汽车有序充电策略存在的充电影响因素考虑不全、优化目标过于单一、充电体验不友好等问题，以住宅小区电动汽车集群为研究对象，首先建立了基于充电量与耗电量平衡原则的电动汽车充电过程模型，并采用蒙特卡洛算法及概率统计理论获得电动汽车集群的日充电负荷分布，然后以减小充电负荷峰谷比、降低总充电费用为目标建立了基于分时电价的有序充电集中式优化模型，最后采用基于模拟退火机制的混沌粒子群算法进行优化。优化结果表明，与无序充电相比，电动汽车集群的最大充电功率需求、充电负荷峰谷比及用户总充电费用分别降低了42.62%、96.81%及15.61%，且在一定程度上实现了错峰用电。

关键词：电动汽车集群充电蒙特卡洛算法分时电价有序充电模拟退火混沌粒子群优化

计及电动汽车有序充电的智能配电网协调优化控制方法

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农业机械学报 2021年第S01期52卷 377-384页

作者：刘志虹盛万兴杜松怀苏娟孙若男中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

随着高渗透率分布式电源与电动汽车的接入,智能配电网运行状态日趋复杂多变,呈现常态化的不确定性与波动性,对协调优化控制提出了更高的要求。针对分布式电源随机性出力制约其消纳与利用、电动汽车无序充电加剧尖峰负荷等问题,根据分布... 详细信息

随着高渗透率分布式电源与电动汽车的接入,智能配电网运行状态日趋复杂多变,呈现常态化的不确定性与波动性,对协调优化控制提出了更高的要求。针对分布式电源随机性出力制约其消纳与利用、电动汽车无序充电加剧尖峰负荷等问题,根据分布式电源出力与负荷预测结果,提出了一种计及电动汽车有序充电的智能配电网协调优化控制方法。该方法主要对响应分时电价的电动汽车的充电时间、充电顺序与充电位置进行动态优化,高效匹配分布式电源的随机性、波动性出力。综合考虑分布式电源消纳、负荷峰谷差与峰负荷、电动汽车用户的充电成本与充电满意度,构建了多目标协调优化控制模型,并采用粒子群-非支配排序遗传混合优化算法进行求解。算例分析结果表明,所提模型与方法能够有效减少EV用户充电成本、提升EV用户充电满意度、促进DG消纳、削峰填谷以及降低网损。

关键词：智能配电网分布式电源消纳电动汽车有序充电协调优化控制

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计及有序充电的配电变压器扩展规划建模

电力系统自动化 2021年第7期45卷 62-70页

作者：范苏纯黄向敏张勇军黄国权杨景旭李钦豪广东省绿色能源技术重点实验室华南理工大学电力学院广东省广州市510640

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的... 详细信息

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的自然增长模型。在此基础上,根据有序充电和新建配电变压器2种手段的互补优势,提出了计及有序充电的配电变压器扩展规划方法,以投资方案全寿命周期成本最小为目标,建立长时间尺度下的组合决策优化模型,确定有序充电和新建配电变压器的最佳组合形式。以某新建居民小区为例,建立该小区配电变压器的负荷自然增长模型,并采用所提组合决策优化模型,确定小区最佳的有序充电控制应用时间、新建配电变压器投运时间、配电变压器容量和型号,最终通过多个影响因素的对比分析,验证了所提方法的有效性与经济性。

关键词：电动汽车负荷特性有序充电配电变压器组合决策

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

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电力自动化设备 2020年第12期40卷 1-7页

作者：符杨孟祥浩苏向敬米阳田书欣上海电力大学电气工程学院上海200090

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电... 详细信息

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。

关键词：电动汽车有序充电三相选择无功支撑主动配电网